Wie Lebensszenen das Bewusstsein formen und Erinnerungen schaffen

Das Leben besteht aus einer Reihe kleiner Ereignisse: Morgenkaffee kochen, den Hund rauslassen, den Laptop öffnen, den Hund wieder reinlassen. All diese Ereignisse summieren sich zu einem ganzen Tag. Unser Gehirn beobachtet und verarbeitet ständig die Ereignisse unseres täglichen Lebens, sagt Jeff Zacks, Inhaber des Edgar James Swift-Lehrstuhls für Geistes- und Naturwissenschaften an der University of Washington und Leiter der Abteilung für Psychologische und Neurobiologische Wissenschaften.

„Um die Welt zu verstehen, ist es entscheidend zu verstehen, wo Ereignisse beginnen und wo sie enden“, sagte Zacks.

In zwei neuen Artikeln untersuchen Zacks und andere Forscher der Fakultät für Geistes- und Naturwissenschaften und der McKelvey School of Engineering diesen Schlüsselprozess der menschlichen Wahrnehmung.

Zacks leitete eine Studie, in der Computermodelle trainiert wurden, sich über 25 Stunden Videomaterial von Menschen bei einfachen Alltagsaufgaben wie Küchenputzen oder Kochen anzusehen und anschließend Vorhersagen darüber zu treffen, was als Nächstes passieren würde. Die Studie ergab ein überraschendes Ergebnis: Die Computermodelle waren am genauesten, wenn sie auf Unsicherheit reagierten. Wenn das Modell besonders unsicher war, was als Nächstes passieren würde, setzte es seine Einstellungen zurück und bewertete die Szene neu, was sein Gesamtverständnis verbesserte.

Co-Autoren der in PNAS Nexus veröffentlichten Studie sind Thanh Nguyen, ein Doktorand im Zachs Dynamic Cognition Lab; Matt Bezdek, ein leitender Forschungswissenschaftler im Labor; Aaron Bobick, Professor und Dekan der McKelvey School of Engineering; Todd Braver, der William R. Stakenberg-Lehrstuhl für menschliche Werte und moralische Entwicklung; und Samuel Gershman, ein Neurowissenschaftler in Harvard.

Zacks hatte zuvor die Theorie aufgestellt, dass das menschliche Gehirn besonders empfindlich auf die kleinen Überraschungen in unserem Leben reagiert. Er vermutete, dass Menschen eine Szene überschätzen, wenn sie etwas Unerwartetes wahrnehmen – ein Phänomen, das als „Vorhersagefehler“ bekannt ist. Doch die Erkenntnis, dass das erfolgreiche Computermodell Unsicherheiten stärker berücksichtigte als Vorhersagefehler, warf Zweifel an dieser Theorie auf.

„Wir betreiben Wissenschaft“, sagte Zacks. „Wir überarbeiten Theorien, wenn wir mit neuen Daten konfrontiert werden.“

Überraschungen seien nach wie vor wichtig, und es bestehe kein Grund, das Konzept des Vorhersagefehlers gänzlich aufzugeben, sagte Nguyen. „Wir beginnen zu glauben, dass das Gehirn beide Mechanismen nutzt“, sagte er. „Es geht nicht darum, sich für einen von beiden zu entscheiden. Jedes Modell kann einen einzigartigen Beitrag zu unserem Verständnis der menschlichen Kognition leisten.“

Die Rolle des Gedächtnisses bei der Ereignisverarbeitung

Maverick Smith, Wissenschaftler am Dynamic Cognition Lab, untersucht ebenfalls den Zusammenhang zwischen dem Verstehen von Ereignissen und dem Gedächtnis. Gemeinsam mit Heather Bailey, einer ehemaligen Postdoktorandin der Washington University und heute Assistenzprofessorin an der Kansas State University, verfasste Smith einen Übersichtsartikel in Nature Reviews Psychology. Darin sammelte er zunehmend Belege dafür, dass das Langzeitgedächtnis eng mit der Fähigkeit verknüpft ist, logisch und präzise zu bestimmen, wo ein Ereignis endet und ein anderes beginnt.

„Es gibt viele individuelle Unterschiede in der Fähigkeit, Anfang und Ende von Ereignissen zu identifizieren. Diese Unterschiede können stark vorhersagen, wie gut sich Menschen später an Ereignisse erinnern“, sagte Smith. „Wir hoffen, eine Intervention zu entwickeln, die das Gedächtnis verbessert, indem sie Menschen hilft, Ereignisse besser zu segmentieren.“

Der Einfluss des Alters auf die Wahrnehmung von Ereignissen

Wie Zacks nutzt auch Smith Videoclips, um besser zu verstehen, wie das Gehirn Ereignisse verarbeitet. Statt zu kochen oder zu putzen, zeigen seine Videos eine Person beim Einkaufen, beim Einrichten eines Druckers oder bei anderen alltäglichen Aufgaben. In verschiedenen Experimenten drücken die Zuschauer Knöpfe, wenn sie glauben, dass ein Ereignis beginnt oder endet. Anschließend testet Smith die Erinnerung der Teilnehmer an das Video mit einer Reihe schriftlicher Fragen.

Smith stellte fest, dass ältere Menschen Ereignisse schwerer verarbeiten können, was möglicherweise zum altersbedingten Gedächtnisverlust beiträgt. „Es gibt möglicherweise eine Möglichkeit, ihnen zu helfen, sich besser an Ereignisse in ihrem Leben zu erinnern“, sagte er.

Weitere Forschung

Zacks, Nguyen, Smith und weitere Mitglieder der Abteilung für Psychologie und Neurobiologie haben ehrgeizige Pläne, die Fähigkeit des Gehirns, Ereignisse zu verarbeiten und zu erinnern, weiter zu erforschen. Zacks' Team arbeitet daran, mithilfe der fMRT die Reaktionen von 45 Teilnehmern auf Videos alltäglicher Ereignisse in Echtzeit zu verfolgen. „Wir untersuchen die tatsächlichen neurodynamischen Prozesse dieser kognitiven Funktionen“, sagte Zacks.

Eine weitere Studie verfolgte Augenbewegungen und lieferte so neue Erkenntnisse darüber, wie wir die Welt wahrnehmen. „Wenn Menschen alltägliche Aktivitäten beobachten, verbringen sie viel Zeit damit, die Hände anderer zu beobachten“, erklärte Zacks.

Smith testet derzeit mithilfe von Videoexperimenten, ob er das Gedächtnis von Studienteilnehmern – darunter auch ältere Erwachsene und Alzheimer-Patienten – verbessern kann, indem er ihnen das Erkennen von Ereignisgrenzen erleichtert. Letztendlich möchte er verstehen, wie Beobachtungen von Ereignissen im Langzeitgedächtnis gespeichert und erhalten bleiben.

„Manche Menschen sind eindeutig besser darin, Ereignisse in sinnvolle Abschnitte zu unterteilen als andere“, sagte Smith. „Können wir diese Fähigkeit verbessern und führt das zu einem besseren Gedächtnis? Das sind Fragen, die wir noch zu beantworten versuchen.“